CN102562229A - Scr-废气后处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种SCR-废气后处理装置，在该SCR-废气后处理装置中，将尿素水溶液注入到废气系(1)中。部件-特别过滤器元件处在内腔(50)的区域中，该内腔(50)由弹胶体膜片(42)来界定，将弹胶体膜片(42)嵌入结冻补偿泡沫(43)中。由此，即便经历很长的使用寿命和很多次的结冻循环，仍避免结冻损伤。

Description

SCR-废气后处理装置
技术领域
本发明涉及一种依据独立权利要求1所述的选择性催化还原(SCR)-废气后处理装置。
背景技术
由DE 10 2008 012 780 A1已经公知一种SCR-废气后处理装置。在该废气后处理装置中，与本发明一致的是，将尿素水溶液注入到废气系中。为了产生对此所必需的压力，泵单元设置有压力过滤器。在此，此，压力过滤器处在泵单元的内腔的区域中。同样地，在泵单元上布置有能压缩的补偿元件。但是，该补偿元件不处在压力过滤器的区域中。
下面，将尿素水溶液简称为HWL。
此外，由DE 102 20 662 B4和DE 102 20 672公知用于HWL的过滤器。所述过滤器在结构方面针对HWL结冻时的膨胀加以设计。
DE 103 62 140 B4涉及一种由弹性材料制成的伸展件，该伸展件在结冻的HWL发生膨胀时屈服。
发明内容
本发明的任务是，在非常长的时段内、在次数很多的结冻循环中，使布置于SCR-废气后处理装置内腔中的具有HWL的部件得到保护免受结冻损坏。
为此，设置有结冻补偿泡沫(Frostausgleichsschaum)，即，该结冻补偿泡沫的表面通过弹胶体膜片得到保护，以防HWL的渗入。已经证实的是，HWL经过较长的时间可能毁坏闭孔式的泡沫，这是因为尖棱的尿素晶体在多个结冻循环后可能撕裂较薄的泡沫壁。然后，HWL深入到这样的泡沫囊室的内腔中，并在结冻时发生膨胀，从而，泡沫逐渐的在数次结冻循环时被毁坏。但是，依据本发明的弹胶体膜片被如此厚地设计，以致于尿素晶体不能撕裂此弹胶体膜片。由此，HWL也不能渗入到泡沫囊室中。
依据本发明，以特别有利的方式，在结冻补偿泡沫中实现较大的结构方面的构造间隙(Gestaltungsspielraum)。甚至能应用开放孔式的泡沫，开放孔式的泡沫能根据其他结构的、价格的或制造技术的需求得到设计。例如，可加工性就是这样的需求。但是，特别也能选择如下材料，该材料在很长的寿命内维持其弹性。泡沫也不必耐受强侵蚀性的而且有蠕变能力(
Figure BDA0000119441100000021
)的HWL。
在本发明的特别有利的构造方案中，将弹胶体膜片连同结冻补偿泡沫以如此的刚度加以设计，使得直至达到10巴的压力时，都阻止大于10％的体积缩减。
能以特别有利的方式设置通气元件。借助该通气元件，能补偿经过较长的运行时间而出现的空气消耗。该通气元件以特别有利的方式、对于空气和蒸气可透过地与周围的大气压力相连。与之相对照地，该通气元件对于液体是非透过性的。
权利要求6指出特别有利的构造方案，在该构造方案中，要受保护的部件是过滤器元件，该过滤器元件内部的非工作腔(Totraum)被用栓填充，从而使得结冻的HWL的体积进而还有结冻的HWL的体积增长都保持得很小。
附图说明
由其他的权利要求、说明书和附图得出本发明的其他优点。
接下来，借助实施例来阐释本发明。
在附图中：
图1示意地示出废气后处理装置，其带有相对于结冻受保护的压力过滤器，
图2以细部示出图1中所示的压力过滤器。
具体实施方式
图1示意地示出废气后处理装置，借助该废气后处理装置，将HWL注入柴油发动机2的废气流1中。在此，废气后处理装置具有泵单元3，该泵单元3吸取HWL，并且将该HWL置于压力下，进而将处于压力下的HWL继续导送到配量单元4，该配量单元4将一部分HWL注入热的废气流1中。此外，配量单元4由泵单元3与配量单元4之间的回路中循环的HWL来加以冷却。
泵单元3包括泵5、压力过滤器6和控制单元7。
泵单元5实施为膜片泵，并且包括无刷的电动马达8，该无刷电动马达8带有类似于曲轴传动件地工作的偏心传动装置9。该偏心传动装置9使膜片10的中心区域往复移动，该膜片10在其外周上被夹紧在壳体11中。此外，将两个止回阀12、13装入壳体11中。其中一个止回阀12朝一个方向打开，从而能由膜片10置于压力下的压力腔14能够输出放出处于压力下的HWL。另外那个止回阀13朝相反方向打开，从而使得压力腔14能吸取HWL。本身加工到壳体11中的通道从每个止回阀12、13出发。吸取HWL的止回阀13通过抽吸通道15从HWL-抽吸连接部16来吸取HWL。
由膜片10将HWL从压力腔14、经由另外那个止回阀12和从该止回阀出发的压力通道18而导送至压力过滤器6。
在图中未示出的是：壳体11中的孔出自压力通道18，将压力界定阀门压入该孔中。此压力界定阀门在极限压力出现时打开，进而将HWL导送至排流通道，该排流通道将HWL再次馈入抽吸通道15中。为了可靠地阻止有强蠕变能力的HWL达到环境中，一方面，压力界定阀门上设置有密封圈。此外，附加的盖子对压力界定阀门所用的孔加以封闭，该盖子具有对壳体11附加的密封措施。
将HWL从压力过滤器6导送到HWL-压力连接部17。借助压力过滤器6，保护配量单元4免于遭受污染物微粒，并且以免发生堵塞。跟在压力过滤器6后面的HWL-压力连接部17与HWL-管路37连接。HWL-压力连接部17通过外部的HWL-管路37与配量单元4连接。泵单元3的HWL-抽吸连接部16通过HWL-管路19与HWL的储箱21相连接。
配量单元4通过另一HWL-管路22与储箱21连接，从而与配量单元4中经由回行挡板23的液流构成回路。
泵单元3具有两个冷却水连接部24、25。这两个冷却水连接部24、25引向冷却通道的两个端部，该冷却通道被加工到壳体11中。另一方面，因为两个冷却水连接部24、25接入柴油发动机2的冷却水回路26中，由此，泵单元3能通过冷却水回路26的热的冷却水解冻，或保持在运行温度中。
配量单元4包括电磁配量阀门27。电磁配量阀门27具有带衔铁29的电磁体28，该衔铁29能逆着螺旋弹簧30的弹簧力来压缩螺旋弹簧30，从而使得HWL-压力能将针31推移到打开位置。如果电磁体28不通过其连接部32被馈电的话，则螺旋压力弹簧30将针31再次朝向阀座推到关闭位置。在此，针31相对长地布置在冷却通道34中，该冷却通道34使两个配量单元连接部35、36之间的回路闭合。配量单元连接部35、36为此连接到HWL-管路22、37上。如果在电磁体28供电的状态下，使HWL穿过阀座33内的中心孔的话，则HWL被导送通过雾化喷嘴。将该雾化喷嘴实施为带喷嘴盘的自旋式喷嘴。通过自旋式喷嘴的造型，流出的HWL发生自旋，该自旋使HWL在流出时雾化。
HWL被喷入废气系1的区域中，该废气系1处在催化器38的前面。
在HWL-管路37的区域中，废气后处理装置的压力和温度能借助未详细示出的压力传感器和温度传感器来测定。
配量单元4在配量单元连接部36的区域内具有回行挡板23。通过该回行挡板23保证了HWL不断地通流配量单元4。由此，一方面，将配量单元4的温度保持很低。另一方面，当切断液体流供给时，废气后处理装置中的压力消减至储箱压力，而为此无需用于打开阀门的能量。
废气后处理装置的所有部件被如此实施，即：无压力的HWL发生结冻不导致损坏。
图2示出压力过滤器6安装区域中的也被称为供给单元的泵单元3。该压力过滤器6具有泵连接部壳体39、实施为压入销40的栓、过滤器单元41、弹胶体膜片42、结冻补偿泡沫43、过滤器壳体44以及排气膜片45。
泵连接部壳体39由铝制造。泵连接部壳体39具有带套筒状区域46的容纳部件20。在该套筒状区域46上设置外螺纹47。将过滤器壳体44旋拧到该外螺纹47上。此外，过滤器壳体44是钟罩形的。在被拧紧区域的内侧，过滤器壳体44具有拧入到外螺纹47中的内螺纹48。在此，钟罩形的过滤器壳体44将环形密封元件49压向泵壳体39。由此，过滤器壳体44内部的内腔50自身被密封地封闭，但是其中，经由排气膜片45进行空气交换，该排气膜片45布置在通气元件51中。在此，通气元件51被卡入到过滤器壳体44的钟罩形底部53内喇叭形的开口52中。
将结冻补偿泡沫43装入过滤器壳体44中。结冻补偿泡沫43同样具有相对应的钟罩形形状。在结冻补偿泡沫43内部置入罐状的弹胶体膜片42。该弹胶体膜片42的上边沿设有凸起53。将凸起53推移越过套筒状区域46的呈环形环绕的卡位凸鼻54，并且嵌到位于该卡位凸鼻54后面的环形槽55中。凸起53被由套筒状区域46以径向的压力朝向过滤器壳体44压紧。在形成于套筒状区域46和弹胶体膜片42内部的内腔56中装入过滤器元件41。该过滤器元件41具有中心的凹处57。压入销40在该凹处57内部延伸，将该压入销40一端部压入泵连接部壳体39中。
过滤器元件41具有纸过滤器58，该纸过滤器58由盖子59在底侧侧加以封闭。此外，过滤器元件41包括封闭环60，该封闭环60在与盖子59相对置的侧上封闭纸过滤器58。在此，压入栓40穿过封闭环60的中心凹处61一直伸至泵连接部壳体39内部的盲孔式孔62，将压入销40压进该盲孔式孔62中。封闭环60在其背向泵连接部壳体39的侧上设置有密封套筒63。将该密封套筒63与封闭环60的盘状区域64单件式地实施。封闭环60在其面向泵连接部壳体39的端侧设置有合乎外周的环形槽65，将O形环66装入该环形槽65中。将密封套筒63装入泵连接部39的凹处67中，从而O形环66对着凹处67的内壁68对泵连接部壳体39加以密封。
在此，将HWL经由压力通道18和中心凹处61输送进纸过滤器58内部的内腔57中。在5至10巴的运行压力下，将HWL从内腔57压过纸过滤器58。由此，HWL达到环形腔69中，环形腔69在径向内部通过纸过滤器58来界定，并且在径向外部通过套筒状区域46和弹胶体膜片42来界定。将HWL从环形腔69通过泵连接部壳体39内的、在图1中以符号标示可见的通道70导送出来。
在柴油发动机2停止工作后，-也可能在紧急关闭或在供电停止的情况下，HWL停留在环形腔69中，该HWL在低于HWL冰点的外部温度中结冻。随着从液体到固体成粒状态的过渡，在压力非常高的情况下引发膨胀。
因为抽吸通道15、压力通道18和通道70，由于管路截面较小，而在时间上比内腔50更早地结冻，也许可能在内腔50中产生附加的压力。
该高压压到相对较厚的弹胶体膜片42上，该弹胶体膜片42由氢化丁腈橡胶(HNBR)制成，以便当错误地以柴油燃料代替HWL进行加注时，使损伤保持得尽可能小。由此，相对可轻易发生弹性变形的弹胶体膜片42将压力继续传到结冻补偿泡沫43上。当压力超出10巴的阈值时，结冻补偿泡沫43被压缩。在此，还没有气体或有很少气体从通气元件51出来。结冻补偿泡沫43即为闭孔式泡沫，从而只是提高泡沫小囊室内的压力。但是随着泡沫的使用时间的增加，原则上气体会穿过泡沫小囊室壁。通气元件51本身对于气体是透过性的。但是，就算是弹胶体膜片42视气体的分子尺寸而定也以很小的程度对于气体是透过性的。但是，由于通气元件51，大气空气能向结冻补偿泡沫43穿透，并且由此对可能历经多年通过弹胶体膜片42而产生的气体损耗加以补偿。
泵连接部壳体不一定由铝制造。钢或耐受HWL的塑料同样也能用。
过滤器壳体不与HWL发生接触，从而使得在这里在材料方面存在特别大的构型余地。塑料特别是可行的。
过滤件不一定实施为纸过滤器。根据配量单元的敏感度，其他材料也是可行的。
所介绍的实施例仅为示例性的构造方案。不同的实施例的所介绍的特征的组合同样是可行的。属于本发明的设备部件的其他的、特别未作介绍的特征，可由该设备零件在图中所示出的几何形体来获悉。
附图标记列表
1  废气流
2  柴油发动机
3  泵单元
4  配量单元
5  泵
6  压力过滤器
7  控制单元
8  电动马达
9  偏心传动装置
10 膜片
11 壳体
12 止回阀
13 止回阀
14 压力腔
15 抽吸通道
16 抽吸连接部
17 HWL-压力连接部
18 压力通道
19 HWL-管路
20 容纳部件
21 储箱
22 HWL-管路
23 回行挡板
24 冷却水连接部
25 冷却水连接部
26 冷却水回路
27 配量阀门
28 电磁体
29 衔铁
30 螺旋压力弹簧
31 针
32 连接部
33 阀座
34 冷却介质通道
35 配量单元连接部
36 配量单元连接部
37 HWL-管路
38 催化器
39 泵连接部壳体
40 压入销
41 过滤器元件
42 弹胶体膜片
43 冷冻补偿泡沫
44 过滤器壳体
45 排气膜片
46 套筒状区域
47 外螺纹
48 内螺纹
49 密封元件
50 内腔
51 通气元件
52 开口
53 凸起
54 卡位凸鼻
55 环形槽
56 内腔
57 凹处
58 纸过滤器
59 盖子
60 封闭环
61 凹处
62 盲孔式孔
63 密封套筒
64 盘状区域
65 环形槽
66 O形环
67 凹处
68 内壁
69 环形腔

Claims (9)

1.SCR-废气后处理装置，其中，将尿素水溶液注入废气系(1)中，其中，部件处在内腔(50)的区域中，所述内腔(50)由弹胶体膜片(42)来界定，所述弹胶体膜片(42)嵌入结冻补偿泡沫(43)中。
2.根据权利要求1所述SCR-废气后处理装置，其特征在于，所述弹胶体膜片(42)连同所述结冻补偿泡沫(43)一起是刚性的，使得直至达到10巴的压力时，都防止大于10％的体积缩减。
3.根据前述权利要求之一所述SCR-废气后处理装置，其特征在于，设置有通气元件(51)，当所述结冻补偿泡沫(43)发生体积变化时，所述通气元件(51)允许压力补偿。
4.根据权利要求3所述SCR-废气后处理装置，其特征在于，所述通气元件(51)包括对于气体能透过的并且对于水不能透过的分隔元件。
5.根据前述权利要求之一所述SCR-废气后处理装置，其特征在于，所述部件是用于净化尿素水溶液的过滤器元件。
6.根据权利要求5所述SCR-废气后处理装置，其特征在于，在所述过滤器元件内部设置有栓。
7.根据权利要求5所述SCR-废气后处理装置，其特征在于，将所述过滤器元件装入刚性容纳部件(20)中，所述弹胶体膜片(42)被密封地装入所述容纳部件(20)中。
8.根据权利要求7所述SCR-废气后处理装置，其特征在于，在所述容纳部件(20)上固定有过滤器壳体(44)，所述过滤器壳体(44)将所述弹胶体膜片的起密封作用的凸起(53)压向所述容纳部件(20)。
9.根据权利要求7所述SCR-废气后处理装置，其特征在于，所述容纳部件(20)借助密封元件(49)相对于所述过滤器壳体(44)被密封。
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